safr水轮机调速器基本说明

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水轮机调速器操作培训.ppt

手动紧急停机时：将电磁阀上按钮从正面推过去为“紧急停机”，从对面推过来为“复位”。 “复位”开机前应将手轮逆时针旋至全关状态， “复位”后，开机从零开度开始。
操作注意事项
滤油器应按油质情况定期清洗。运行中需清洗滤油器时应快速切换。
如果需要关闭主供油时，请先将调速器由自动状态切换到手动状态。
停机过程
在调速器接到停机令后，“停机”灯亮，导叶在电气两段关闭方式下关至零，调速器回到停机等待状态。
调速器电气部分的维护

画面介绍
该调速器显示单元共有若干幅画面，调速器通电后即显示“主菜单”画面如下：
“主菜单”画面中有六项选择，你可选择任意一项，只须用手指轻按一下你所选择的项目处，即可进入该项子画面。
基本开机特性
接到开机指令后，调速器将导叶开启至第一开机开度YKJ1，如图中b点等待一定时间后，开始检查机组频率，如图中c点。机组频率连续1秒钟均大于45HZ，则将导叶关闭至第二开度YKJ2，如图
中e点。调速器由开机工况转入空载工况
停机特性
接到停机指令后，导叶即由当时开度，以第一停机速度将导叶关闭。
3器电气反馈装置面板操作机械手动方式电手动方式自动方式现地加减负荷现地急停故障复归触摸屏的参数修改电源调速器设有二个电源开关k1为ac220v交流电源开关k2为dc220v直流电源开关交流电源和直流电源互为备用电源断掉后上电的手自动切换导叶或者桨叶在机手动时电源断掉后上电时一定要将导叶或者桨叶的手动按钮按住并保持30秒
步进电机基本不动
注意事项
开机过程的几个影响因素
开机1（KJ1）的设置开机2（KJ2）的设置开限的设置水头的设置空载的开度
开机1（KJ1）的设置

调速器(机械方面)

1、压力油罐

压力油罐在正常情况下，有2/3容积为压缩空气，1/3的液压油。为能反映出罐中的油位高度，通常装设磁翻柱式油位信号计，可以直观的反映出压力罐内的油位高度。压力罐上一般还安装高精度压力变送器、压力开关、压力表、自动补气装置、罐顶安全阀等。
2、回油箱

回油箱上一般设置磁翻柱式油位信号计、油混水信号计，以检测油位、油温及油内含水量。根据需要还会设置加热器及冷却器以控制油温。静电液压过滤系统（以便进行油的净化）。
三、

Super Automatic Frequency Regulator2000H（SAFR-2000H）型三十二位双微机双通道水轮机调速器是现代控制理论与微电子技术相结合的一种新型调节控制器，主要适用于混流式水轮发电机组、轴流式水轮发电机组和贯流式发电机组的转速调节以及有功功率调节。 SAFR-2000H型水轮机调速器拥有新型三十二位硬件核心，采用双微机双通道冗余控制结构，并配以大屏幕真彩液晶显示屏。作为最终的追求目标，系统的总体可靠性、配置灵活性、易维护性、易操作性和广阔的扩展空间在该调速器中得到了完美的体现。
3、油泵

系统设计时油泵一般为零压起动，所以油泵起动时压力一般为零。这时油泵出口处的耐震压力表显示压力为零。当经过N秒钟延时后（注：N为延时时间，可程序设定），卸荷阀先导电磁阀得电，系统建压，油泵向压力罐内打油，此时压力罐内的压力即是油泵出口压力，直至压力升到系统设定的停泵压力，油泵停止打油。当压力罐内的压力降到系统设定的启泵压力时，油泵又再次起动打油。油压装置一般设置多台（根据技术要求确定）油泵，平时互相轮换。在主泵启动油压及双泵启动油压分别启动打油；多台油泵可自动轮换工作（轮换方式可以程序设定）或人工切除进入检修状态。

南瑞微机水轮机调速器使用与维护问答

微机水轮机调速器使用与维护问答国电自动化研究院南瑞电气控制公司2005年9月目录第一部分：电气柜 (3)一、SAFR000微机调节器的硬件配置有哪些？ (3)二、SAFR000微机调节器的主机模件上有哪些资源？ (3)三、简述SAFR2000装置各主要模件（除CPU板）的功能。

(4)四、SAFR2000微机电调控制程序如何下载更新？ (4)五、SAFR2000和SJ700微机电调更换备用板件时应注意哪些问题？ (5)六、SAFR2000电调工控机报电源故障应如何处理？ (6)七、SAFR2000电调工控机报励磁电源故障应如何处理？ (6)八、SAFR2000电调工控机报通讯故障应如何处理？ (6)九、SAFR2000电调工控机报水头采样或功率采样故障应如何处理？ (7)十、如何检查SAFR2000电调和监控的通讯是否正常？ (7)十一、电调频率及导叶故障分“死值、越限、跳变”，请说出三种故障区别？ (7)十二、简述SAFR2000电调报导叶液压的原理及处理方法？ (8)十三、简述SAFR2000电调报导叶采样故障的处理方法？ (8)十四、简述SAFR2000电调参数设置的方法以及各参数含义？ (9)十五、简述SAFR2000及SJ-700微机电调在残压测频故障时是如何处理的？ (10)十六、SAFR2000型软件包分为调试和运行两部分，请问该软件包如何安装？ (10)十七、SAFR2000装置，工控机出现串口1或2找不到故障，应如何处理？ (11)十八、简述手动综合控制模块的主要功能及调试方法？ (11)十九、简述BOSCH功放板上三个指示灯及相关文字的意义？ (13)二十、SAFR2000及SJ-700型采用了交直流双路供电，试画出原理图？ (13)二十一、简述SAFR2000电调CPU模件上各指示灯的含义？ (14)二十二、简述微机调速器A、B两套系统的切换原则是什么？ (14)二十三、简述采用旋转变压器来测量接力器行程的原理和特点？ (15)二十四、一般SAFR2000微机调速器投运时需要进行哪些试验项目？ (16)二十五、SAFR2000微机调速器静特性试验如何进行？ (16)二十六、在调速器静特性试验中如何简单计算频率死区、校核永态转差率Bp？ (17)二十七、简述微机测速装置输出接点的设置方法？ (18)二十八、简述SAFR2000微机调速器与监控系统的通讯规约？ (18)二十九、SAFR2000微机调速器采用了哪些电磁兼容技术？ (20)三十、电调发电过程中出现溜负荷或负荷波动如何处理？ (21)三十一、SAFR2000电调输入、输出信号采取了哪些抗干扰隔离措施？ (21)三十二、SAFR000及SJ-700型采用何种控制规律，与经典控制有何不同？ (22)三十三、简述水轮机模型的传递函数？ (23)三十四、试画出电调频率及导叶闭环调节原理框图？ (24)第二部分：机械柜 (25)一、试画出伺服比例阀的阀位机能图，并简述其特点？ (25)二、ZFL型调速器液压柜有哪些特点？ (25)三、南瑞调速器液压柜有哪几种形式？每种液压柜结构如何？ (26)四、南瑞的调速器油压装置有哪几种型式？分几个压力等级？ (26)五、ZFL系列机械液压装置的开关机时间如何整定？ (26)六、简述ZFL系列液压控制装置伺服阀和液压集成块的清洗方法？ (27)七、如何调整ZFL机柜手动控制方式下的增减速度？ (28)八、如何调节DDT型液压调节柜的机械零点？ (28)九、DDT型液压调节柜的开、关机时间是怎样调节的？ (29)十、ZFL型液压调节柜检修时有那些注意事项？ (30)十一、简述ZFL/D型机械液压装置的系统调节原理？ (30)十二、如何调整ZFL机柜主配位移传感器零位？ (31)十三、南瑞调速器液压柜的滤油器有什么特点，如何更换滤芯？ (32)十四、如何更换和清洗液控柜电磁切换阀？ (32)十五、调速器主配拒动接点如何使用？ (33)十六、调速系统油压装置回油箱、压油罐、油泵容量如何估算？ (33)十七、调速系统主配压阀直径和调速器操作功一般如何估算？ (34)第三部分：传感器 (35)一、SWB-4、SWB-5型位移变送器如何安装？ (35)二、SWB-4、SWB-5型位移变送器安装注意事项有哪些？ (35)三、SWB-4、SWB-5型位移变送器电气部分如何接线？ (36)第一部分：电气柜一、SAFR000微机调节器的硬件配置有哪些？答：调节器的硬件配置主要有：∙主机模件2块，通讯、控制、计算等。

水轮机调速器2022

水轮机调节及调速器基本知识基本概念⏹国际电工委员会对调速系统的定义：用来检测转速偏差x，并将它按一定特性转换成主接力器的偏差y的一些装置和机构的组合体。

⏹y的变化就是导叶开度的变化，开度的变化导致流量Q的变化，从而改变了水轮机主动力矩M t，以力图减小或消除转速偏差x，以使转速保持恒定。

调节的途径水轮机调节系统●系统结构：水轮机调节系统的结构图调速器主要元件作用⏹测量元件负责测量机组输出电能的频率，并与频率给定值比较，当测得的频率偏离给定值时，发出调节信号。

⏹放大元件负责把调节信号放大，然后通过执行元件去改变导水机构的开度，使偏离恢复到给定值。

⏹反馈元件的作用是使调节系统的工作稳定。

调速器主要作用⏹未并网前：调整机组转速⏹并网后：通过调整导叶开度调整机组有功出力。

⏹正常开停机。

⏹电气事故情况下紧急关闭导叶，以防止事态扩大。

步进电机调速器组成系统结构图机械结构⏹柜内部布置有上搁板、底板。

上搁板上布置有步进电机、驱动器、位移传感器、开度指示机构、手操机构等。

底板上安装有滤油器，紧急停机电磁配压阀、压力表，检修阀门等。

引导阀、主配压阀布置在底板下。

⏹刮片式滤油器供给引导阀及应急阀块用油，压力表指示滤油器后部的压力值。

工作原理⏹正常运行时,步进电机驱动器接受电气控制信号，驱动步进电机旋转，步进电机带动丝杠运动，丝杆将电机的转动变成直线位移：位移传感器将丝杠位移信号送至PCC，当丝杆的位置与PCC 所要求的值相同时，步进电机停止转动，电--位移伺服系统完成闭环调节。

⏹丝杠的位移信号经过杠杆带动引导阀，控制辅助接力器，主配压阀，驱动主接力器运动，主接力器的位移信号经机械反馈机构，杠杆送至引导阀，使引导阀回中，液压随动系统完成跟随调节。

⏹紧急停机时，紧急停机电磁阀接受停机信号，切断导叶引导阀的油源,实现紧急停机。

⏹手操机构用于检修，试验和纯机械手动运行时的控制。

正常运行的开度限制由PLC通过步进电机实现，手操机构放到经验位置。

SAFR-2000型水轮机调速器系统运行情况及评价

山美电厂位于福建省泉州南安市，总装机容量为６Ｍ３Ｗ，共安装２台单机容量为１．Ｍ６５Ｗ和１台容量为３Ｍ０Ｗ的混流式水轮发电机组，２台１．Ｍ组设备于上世纪７６５Ｗ机Ｏ年代初期投产，第３台机组于１９９６年投产，电厂于２００４年９月首先对３号机调速和监控系统进行技术改造，２０又对ｌ２号机调速、监控、励磁、机组部分进行了全面升级０５年、改造，三台机组的调速器均选用了南瑞电控公司生产的ＳＦ一００型ＡＲ２０
微机电调和ＺＬ１０型机械液压装置。现简要介绍ＳＦ一００Ｆ一Ｄ０ＡＲ２０型水轮机调速器的功能、特点、软硬件配置、工作原理以及运行情况
功能特点１、装置功能有：调节控制功能；实时诊断容错及故障保护功能；双机冗余；频率容错：行程容错；水头容错；液压容错；电源容错；功率容错；智能调试及计算机辅助分析功能；智能化调试；计算机辅助分析系统：调试专家系统；维护诊断功能；通信诊断等等。２、装置特点如下：可靠性高，先进的表贴工艺；接口电路的简化与集成；硬件热冗余与软件容错；分布式隔离电源；电磁兼容技术；接地技术；滤波技术；屏蔽技术；布线技术；电路技术；可操作性强；软面板技术；在线帮助系统；可维护性好；故障定位专家系统；超前维护及预警系统；可扩展性强；串行总线：现场总线。３、目前，现场总线已在世界工业控制领域内得到了广泛的应用。ＳＦ一００型水轮机调速器内部集成了ＣＮＵＡＲ２０ＡＢＳ现场总线，并可扩展多种标准现场总线接口，并能够与监控局域网方便连接，构成了多层次分布式的控制结构，为电厂实现信息共享、系统扩展奠定了坚实的基础。

SAFR-2000H说明书-2012-10-24

NARISAFR-2000H水轮机调速器说明书斯登沃代二级(合同号:2011-00079-SLSD)国网电力科学研究院南京南瑞集团公司水利水电技术分公司二〇一三年一月一、 SAFR2000H水轮机调速器运行及操作1.1 装置的上电打开前门，可看到装置开关操作层如下图：各开关对应关系如下：DK1：装置交流输入开关；DK2：装置直流输入开关；DK3：DC24V开关电源（左边）输入开关；DK4：DC24V开关电源（右边）输入开关；DK5：PCC电源开关；DK6：触摸屏电源开关；图1-1：装置开关上电顺序：一般先上交流（往上扳开关DK1），注意观察，参见图1-3，两个电源及信号转换模块指示红灯亮，电源监视继电器JD2（左数1）红灯亮。

然后上直流（往上扳开关DK2），注意观察电源监视继电器JD1黄灯亮。

开启DK3，左边DC24V电源指示灯（OK）亮，开启DK4，右边DC24V电源指示灯（OK）亮。

开启DK5， PCC电源模件（最左边）三个指示灯（+5，+12，-12）亮，电源监视继电器JD3黄灯亮，中间智能切换继电器显示屏液晶亮，有显示。

开启DK6，触摸屏上电，有显示。

PCC模块上电后正常情况下，电源模件三个灯亮，主机模件RUN灯亮，打开模件前盖，右边四个灯下面两个应不停闪烁（表示和触摸屏通讯正常），开入模件指示灯应和相应的开关量输入对应，开出模件指示灯应和相应的开出对应（第9个灯应常亮）。

若主机模件故障灯（红色）亮，表明系统故障停运，需要掉电重新启动。

图1-2：PCC 模块示意图1.2 装置的面板操作BS4投入拔出复归投入手动增加减少自动锁锭控制紧急停机导叶控制控制方式现地远方Auto Manual Dec.Inc.Set Reset On Off G.V ControlEmergency Lock control Control ModeLocal RemoteBS3AN2AN1BS2BS1（加防护罩）图1-3：PCC 模块示意图面板操作图如上所示：手自动切换把手：用来进行调速系统手自动切换，切换后调速器触摸屏上有相应显示，同时监控系统能接收到切换信息。

SAFR-2000H操作说明书

NARISAFR-2000H水轮机调速器操作说明书（V1.0）国网南京自动化研究院南瑞电气控制分公司二零零七年十二月一、 SAFR2000H 水轮机调速器运行及操作1.1 装置的上电打开前门，可看到装置开关操作层如下图：各开关对应关系如下：DK1：装置交流输入开关； DK2：装置直流输入开关；DK3：DC24V 开关电源（左边）输入开关；DK4：DC24V 开关电源（右边）输入开关； DK5：触摸屏电源开关； DK6：加热器电源开关；FU1：DC24V 开关电源（左边）输出保险； FU2：DC24V 开关电源（右边）输出保险；IP161DI476DO479CP1ACP2ACP3A1220437865指示灯指示灯指示灯9101095687342112437865910202012437865109DIADOAPWAIF1AIF2APS465IP161DI476DO479CP1ACP2A CP3A1220437865指示灯指示灯指示灯9101095687342112437865910202012437865109DIADOAPWAPCC控制器APCC控制器BIF1A PWAIF2A DIA DOACP1A CP3ACP2AIF1A 电源主机开入开出电源主机开入开出JD1JD2JD3JD4JD5JD6JD9JD10JD20254825480017DK3DK4DK5保险保险FU1FU2485A 485BDK6走线槽走线槽走线槽走线槽走线槽ZHM1ZHM2继电器层DK1DK2继电器开关PWA IF2A DIADOA CP1A CP3A CP2A 凝露器NL切换模件开关IF1AIF2A图1-1：装置开关上电顺序：一般先上交流（往上扳开关DK1），注意观察，参见图1-3，两个电源及信号转换模块指示红灯亮，电源监视继电器JD2（左数1）红灯亮。

然后上直流（往上扳开关DK2），注意观察电源监视继电器JD1黄灯亮。

SAFR-2000H水轮机调速器电气柜用户手册 V2.0

NARISAFR-2000H水轮机调速器操作说明书（V2.0）南京南瑞集团公司水利水电技术分公司目录第一章概述 (1)第二章技术条件 (2)1.存储和运输条件： (2)2.过程接口条件： (2)3.水轮机的水力条件： (2)4.运行环境条件： (3)5.压力油技术条件： (3)6.液压装置技术条件： (3)第三章技术指标和功能 (4)3.1 技术指标： (4)3.1.1 电液调节装置的静态特性： (4)3.1.2 水轮机调节系统的动态特性： (4)3.1.3 装置的可靠性指标： (4)3.1.4 装置的电磁兼容性能指标： (5)3.1.5 装置的工作模式切换产生状态扰动的技术指标： (5)3.2 装置功能： (5)3.2.1调节控制功能： (5)3.2.2 实时诊断容错及故障保护功能： (6)3.2.3 智能调试功能： (7)3.3 技术参数： (7)3.3.1改进型并联PID调节装置的频率环调节参数调整范围： (7)3.3.2 永态转差率Bp调整范围： (7)3.3.3 人工转速死区调整范围： (7)3.3.4 电气开限调整范围: (7)3.3.5 频率给定调整范围： (7)3.3.6 功率给定调整范围： (7)3.3.7 调速器双路供电电源装置的技术规格： (8)3.3.8 电气装置输入信号规格： (8)3.3.9 开关量输入信号： (8)3.3.10 通信总线物理层规约： (8)3.3.11 柜体尺寸： (8)第四章系统结构和配置 (9)4.1基本配置 (10)4.2主要元件功能介绍 (10)4.3系统特点 (14)第五章工作原理 (15)5.1NARI-PID2控制算法 (15)5.2变结构、变参数的自适应控制策略 (15)5.3容错控制策略的实现 (16)5.4水轮机调速器控制软件的实现 (16)第六章装置调整、试验、运行与维护 (18)6．1装置调整 (18)6．2装置试验、运行 (19)6．3装置的维护 (23)第七章水轮机调速器实时监控系统 (26)7．1系统概述 (26)7．2系统无水试验 (26)7．3系统有水试验 (39)7．4系统运行监控 (45)7．5状态报警窗 (45)7．6信息窗 (46)7．7设置窗 (47)7．8开关量窗 (48)第一章概述SAFR-2000H系列水轮机调速器电气调节装置是应用现代控制理论与微电子技术相结合的一种新型水轮机调节控制器，它是基于可编程计算机控制器（PCC）和实时操作系统支持的水轮机调速器。

水轮机调速器培训教程

三联水电水轮机数字调速器（培训教材）武汉三联水电控制设备有限公司2004年10月15日目录第一章水轮机调节的基本任务3一、水轮机调节系统的结构4二、水轮机调节系统的特点4第二章水轮机调速系统的标准和特性7一、水轮机调速系统的标准7二、水轮机调速系统的特性8三、水轮机调速器的动态特征9四、水轮机调节系统的动态特性13第三章水轮机调速器的控制算法15一、PID控制算法15二、桨叶控制器18第四章水轮机微机调速器的硬件23第五章水轮机微机调速器的形式27一、调速器的发展27二、调速器的分类28三、冗余式可编程调速器29第六章水轮机微机调速器的功能和运行34一、参数可调范围35二、功能要求36三、软件49第七章水轮机微机调速器的机械液压执行机构58一、比例伺服阀＋数字阀＋机械开限/纯手动组成机械冗余结构58二、步进式机械液压系统59第八章水轮机微机调速器的故障处理63一、空载频率摆动63二、负载漂移63三、接力器抖动64四、切换故障65五、甩负荷65六、与水头有关的故障66七、自检66第一章水轮机调节的基本任务水轮发电机组把水能转变为电能供生产、生活使用。

用户在用电过程中除要求供电安全可靠外，对电网电能质量也有十分严格的要求。

按我国电力部门规定，电网的额定频率为50Hz（赫兹），大电网允许的频率偏差为±0.2Hz。

对我国的中小电网来说，系统负荷波动有时会达到其容量的5％～10％；而且即使是大的电力系统，其负荷波动也往往会达到其总容量的2％～3％。

电力系统负荷的不断变化，导致了系统频率的波动。

因此，不断地调节水轮发电机组的输出功率，维持机组的转速（频率）在额定转速（频率）的规定范围内，就是水轮机调节的基本任务。

水轮机调速器是水电站发电机组的重要辅助设备，他与电站那二次回路或计算机监控系统相配合，完成水轮发电机组的开机、停机、增减负荷、紧急停机等任务。

水轮机调速器还可以与其他装置一起完成自动发电控制（AGC）、成组控制、按水位调节等任务。

水轮机微机调速器系统介绍

水轮机微机调速器系统介绍一、基本概念：水轮机是将水流的流量转换为转轴的旋转机械能的机器。

近代水轮机主要作为水力发电的原动机。

水流进入水轮机后，水流的能量便发生了改变，最后变成主轴旋转的机械能，这一过程，称为水轮机的工作过程。

反映水轮机工作过程特性的一些参数，称为水轮机的工作参数。

其中主要的工作参数有：水轮机工作水头、水轮机流量、水轮机功率、水轮机效率和水轮机转速。

水轮机工作水头为水轮机进口截面水流单位能量与出口断面水流单位能量之差。

水轮机工作时，除了需具有一定的水头之外，还要有一定的水量流过水轮机，单位时间流过水轮机既定断面的水量，就称为水轮机流量Q。

（Q=Fv，其中F 为水轮机过水断面面积，v 为过水断面平均流速）水流流经水轮机时，随着水流能量转变为转能旋转机械嫩，水流便对水轮机做功，单位时间内所做的功，在工程上称为水轮机的功率或出力。

水流输入给水轮机的功率Nt=pgQH(^_^，不好表示密度，就用p 表示了）水轮机效率，就是水流能量的有效利用程度，要注意，水轮机是所有旋转机械中效率最高的设备（大家查查，看是不是），远高于水泵、汽轮机等。

水轮机转速，水轮机主轴单位时间旋转的次数。

水轮机额定转速是在设计时选定的同步转速。

二、水轮机的分类：现代的水轮机一般按水流能量转换的特征分为两大类，即反击型和冲击型。

目前我们多见的大多数为反击型，反击型里又有混流式、轴流式、斜流式、贯流式。

一般来讲水头高的电站用的水轮机类型是混流式、例如三峡水力发电厂、小湾水力发电厂，水头略低的是轴流式，例如葛洲坝，还有的分定浆和转浆式，也就是浆叶的叶片能否调节，福建的孔头电站就是定浆的。

水头再低一些，而且流量较大的流域就可以建设贯流式电站了，例如广西长洲（单机45MW）、广西桥巩（单击58MW）等。

一般对调速器而言，如果只有导叶可调，就叫单调机组，导叶、浆叶都能调整的就叫双调机组。

对于水轮机再往深入的讲，我也不清楚了。

下面我就具体讲讲调速器相关的知识，会讲到基本功能、工作原理、然后举例（一个实际的设备）讲讲电气部分、液压部分和调节规律等），不足之处大家多多指教了。

水轮机调速器原理

什么是水轮机调速器？水轮机调速器的作用是什么？水轮机调速器的发展历程是怎样的？水轮机调节是通过水轮机调节系统根据机组转速的变化不断地改变水轮机过流量来实现的。

水轮机调节系统是由调节控制器、液压随动系统和调节对象组成的闭环控制系统（如图1-1）。

通常把调节控制器和液压随动系统统称为水轮机调速器。

图1-1 水轮机调节系统构成图水轮机调速器作用是保证水轮发电机的频率稳定、维持电力系统负荷平衡，并根据操作控制命令完成各种自动化操作，是水电站的重要基础控制设备。

水轮机调速器问世以来，水轮机调速器先后经历了三代的发展：水压放大、油压放大式的机械式液压调速器（20世纪初-20世纪50年代）、模拟电路加液压随动系统构成的电液式调速器（20世纪50年代-20世纪80年代）和微机调节器配以相应的机械液压系统构成的微机调速器（20世纪80年代至今）。

目前微机调速器以可靠性高、操作简便全面取代其他类型的调速器。

水轮机调速器调速器有哪些类型？如何划分？水轮机调速器的分类方法较多，按调节规律可分为PI和PID调速器；按系统构成分为机械式调速器（机械飞摆式）、电液式调速器及微机调速器；实际应用中常用是以下几种区分方式：1、按我国水轮机调速器国家型谱以及调速器行业规范，调速器分为：中、小型调速器；冲击式调速器；大型调速器等。

中、小型调速器以调速功大小来区分，冲击式调速器以喷针及折向器数目来区分，大型调速器以主配压阀名义直径来区分。

调速器分类表小型调速器中型调速器大型调速器W≤1000Kg.m接力器调速功1000Kg.m＜W≤7500Kg.mW>7500Kg.m2、微机调速器依据调节器（电气部分）及机械液压系统（机械部分）的不同形式，有以下区分：2.1按调节器的硬件构成有单片机、工控机、可编程控制器三大类调节器。

其中单片机、单版机构成的调节器由于可靠性差、故障率高等多方面原因，已趋于淘汰。

目前可编程控制器以其高度的可靠性成为调节器构成首选。

水轮机调速器基本知识讲解资料

1.概况
4）适应式变参数PID调节、电机式电/机转换、双机交叉冗余和机组功率控制模式上处于国际领先地位
5）可靠性、产品质量、工艺水平与国外产品有一定差距
6）出现了用国产调速器替换进口产品的苗头
1. 概况
7）市场逐渐规范，形成数个知名调速器生产公司 8）科研工作取得了显著成效并已转化为现实生产力 9）调速器理论联系实际的科研方法值得强调和提倡
❖
2.我国数字式电液调速器概况
❖ 机械液压系统
分段关闭系统
接力器
关闭
P控 T制
阀
主配压阀事故配压阀
分
A
段
关
B
闭
阀
2.我国数字式电液调速器概况
❖ 机械液压系统
分段关闭阀
节流块弹簧体
关机液流方向调节螺栓
关机液流方向
活塞
B孔 A孔上盖
水轮机控制系统仿真决策支持系统三.发展趋势
❖ 定性分析 ❖ 比较分析 ❖ 辅助决策支持 ❖ 现场试验验证
二.现代电网、水电厂的新发展及对水轮机调速器的要求
3）多调节模式
转速（频率）调节功率调节开度调节水位调节流量调节
二.现代电网、水电厂的新发展及对水轮机调速器的要求
4）优良的接口特性
人机运行接口人机调试接口通信接口（LCU、AGC）
三.发展趋势
❖ 调节规律
以PID为基础的适应式变参数调节规律仍然在相当长时间占主导地位
❖各公司采用自行设计生产的专用微机控制器，相互之间没有共同的技术标准，差异较大；
❖控制器生产批量不大，备品备件必需依赖原生产厂家，升级换代困难；可靠性高。
4.微机调节器

SAFR-2000型水轮机调速器

水轮机调速器说明：SAFR-2000型三十二位双微机双通道水轮机调速器，主要适用于混流式、轴流式、贯流式水轮发电机的转速调节及有功功率调节，采用双微机双通道冗余控制结构，并配有大屏幕真彩液晶显示屏。

功能：1、具有控制结构自适应和参数自适应的调节功能；2、具有频率调节模式、功率调节模拟及开度调节模式，并依据不同工况自动选用；3、全中文信息集成显示，模拟数字显示一体化；4、保证水轮发电机开机、停机、并网及增减负荷；5、无冲击进行手动/自动的相互切换及双机切换；6、在空载运行时使机组频率按预先设定的频率差自动跟踪系统频率；7、自动水头和人为水头设置；8、按水头变化实时实现桨叶、导叶协联；9、具有电气开度限制，可调整与机械开限构成双重保险；10、具备现地控制和上位机控制双重功能，切换时无拢动；11、其它如零漂补偿，按工况修正有关参数，人工失灵区等。

实时诊断容错及故障保护功能：1、采用两套安全相同的微机系统（A、B）互为备用，通过故障自诊断进行双机切换，切换过程负荷无扰动，严重故障时（如伺服阀卡）可自动切换至手动运行。

2、实时自动诊断机频及系统频率，自动提示故障类别。

3、行程容错。

实时自诊断导叶、轮叶行程输入，自动提示故障，保证机组自动稳定运行。

4、水实容错。

实时自动诊断水头输入，自动提示故障类别，保证水头失效时不会产生负荷冲击，可输入“人工水头”进行经济协联。

5、功率容错。

6、电源容错。

7、液压容错。

操作说明：1、各运行指示灯表示的状态及含义（1）“操作电源”操作回路的DC24V、DC220V电源监视电源，正常时常亮，若灯不亮，则表示DC24V、DC220V操作电源至少一个消失，此时手自动切换及手动增减均不能进行，需紧急处理，检查DC24V、DC220V操作电源。

如果只是DC24V消失外部紧急停机失效，可以操作面板紧急停机按钮操作急停。

（2）“轮叶功效”：灯常亮时表示轮叶功放模件工作正常，灯灭时表示功放保护动作，可能是传感器，伺服阀反馈断线以及伺服阀过流所引起，需作紧急处理。

培训教材1

NARI微机水轮机调速器培训教材国电自动化研究院电气控制技术研究所二○〇四年八月前言本书首先介绍了水轮机调节及水轮机调速器的基本概念、控制对象的数学模型、水轮机调节系统的动静态特性，然后以南瑞电气控制技术研究所最新研制的SAFR-2000型32位微机调速器为例说明了微机调节器的电气部分，接着以南瑞集团推出的ZFL系列自动复中式主配压阀液控装置为例说明了调速器机械液压部分原理，然后又介绍了调速器的压油装置和油压系统的控制部分，最后本书介绍了SAFR-2000型调速器的现场实验以及水轮机调速器的非线性鲁棒控制等。

本书共分为八章，主要由南瑞电气控制技术研究所调速工程部编写，其中第五章由陈东民编写，第六章第二部分由蒋克文编写，其余由蔡卫江编写，全书由蔡卫江统稿。

本书第三章引用了华中科技大学魏守平教授的《现代水轮机调节技术》中的部分内容，在此表示感谢。

其他部分章节引用的内容详见参考文献，在此对作者一并表示感谢。

教授级高工曾继伦对本书进行了审阅，并提出了许多宝贵意见。

南瑞电气控制技术研究所于南京2004-9-2目录_ TOC \o "1-3" \h \z __ HYPERLINK \l "_Toc82255683" __第一章水轮机调节概述_ PAGEREF _Toc82255683 \h __1___ HYPERLINK \l "_Toc82255684" __1.1 ....................... 水轮机调节的任务 _ PAGEREF _Toc82255684 \h __1___ HYPERLINK \l "_Toc82255685" __1.2 ........... 水轮机调速器的控制策略和结构 _ PAGEREF _Toc82255685 \h __3___ HYPERLINK \l "_Toc82255686" __1.2.1 ................... 控制策略的发展 _PAGEREF _Toc82255686 \h __3___ HYPERLINK \l "_Toc82255687" __1.2.2 ................. 调速器装置的发展 _PAGEREF _Toc82255687 \h __8___ HYPERLINK \l "_Toc82255688" __1.2.3 ............... 控制策略的发展方向 _PAGEREF _Toc82255688 \h __10___ HYPERLINK \l "_Toc82255689" __第二章控制对象数学模型_ PAGEREF _Toc82255689 \h __12___ HYPERLINK \l "_Toc82255690" __2.1 ......................... 水轮机组段模型 _ PAGEREF _Toc82255690 \h __12___ HYPERLINK \l "_Toc82255691" __2.1.1 ................. 有压引水系统模型 _PAGEREF _Toc82255691 \h __12___ HYPERLINK \l "_Toc82255692" __2.1.2 ....................... 水轮机模型 _PAGEREF _Toc82255692 \h __15___ HYPERLINK \l "_Toc82255693" __2.1.3 ................. 液压随动系统模型 _PAGEREF _Toc82255693 \h __17___ HYPERLINK \l "_Toc82255694" __2.1.4 ................... 同步发电机模型 _PAGEREF _Toc82255694 \h __18___ HYPERLINK \l "_Toc82255695" __2.1.5包括水轮机组段-发电机-电力网络的整体系统模型_ PAGEREF _Toc82255695 \h __19___ HYPERLINK \l "_Toc82255696" __第三章水轮机调节系统的静态和动态特性_ PAGEREF _Toc82255696 \h __20___ HYPERLINK \l "_Toc82255698" __3.1 水轮机调速系统国家标准……………………………………………………..._ PAGEREF _Toc82255698 \h __2__0_ HYPERLINK \l "_Toc82255698" __3.2 水轮机调速系统静态特性……………………………………………………..._ PAGEREF _Toc82255698 \h __2__0_ HYPERLINK \l "_Toc82255698" __3.3 水轮机调速系统动态特性……………………………………………………..._ PAGEREF _Toc82255698 \h __2__2_ HYPERLINK \l "_Toc82255697" __第四章微机水轮机调速器电气调节装置_ PAGEREF _Toc82255697 \h __34___ HYPERLINK \l "_Toc82255698" __4.1 ............... 32位微机水轮机调速器简介 _ PAGEREF _Toc82255698 \h __34___ HYPERLINK \l "_Toc82255699" __4.2 ........... 32位微控制器MC68332特性介绍 _ PAGEREF _Toc82255699 \h __36___ HYPERLINK \l "_Toc82255700" __4.2.1 ............................. 概述 _PAGEREF _Toc82255700 \h __36___ HYPERLINK \l "_Toc82255701" __4.2.2 ......................... 内部结构 _PAGEREF _Toc82255701 \h __37___ HYPERLINK \l "_Toc82255702" __4.3 ............. SAFR2000微机调速器硬件系统 _ PAGEREF _Toc82255702 \h __44___ HYPERLINK \l "_Toc82255703" __4.3.1 ................. 系统控制插箱简介 _PAGEREF _Toc82255703 \h __44___ HYPERLINK \l "_Toc82255704" __4.3.2 ..................... 继电器层简介 _PAGEREF _Toc82255704 \h __46___ HYPERLINK \l "_Toc82255705" __4.4 ................... 装置硬件基本工作原理 _ PAGEREF _Toc82255705 \h __46___ HYPERLINK \l "_Toc82255706" __4.5 ............. SAFR2000微机调速器软件系统 _ PAGEREF _Toc82255706 \h __56___ HYPERLINK \l "_Toc82255707" __4.5.1 ............................. 概述 _PAGEREF _Toc82255707 \h __56___ HYPERLINK \l "_Toc82255708" __4.5.2 ............... 上位机运行监视软件 _PAGEREF _Toc82255708 \h __56___ HYPERLINK \l "_Toc82255709" __4.5.3 ......... 上位机智能化调试维护软件 _PAGEREF _Toc82255709 \h __60___ HYPERLINK \l "_Toc82255710" __4.5.4 ......... 下位机软件基本构成及框图 _PAGEREF _Toc82255710 \h __83___ HYPERLINK \l "_Toc82255711" __4.5.5 ..................... 调节控制原理 _PAGEREF _Toc82255711 \h __87___ HYPERLINK \l "_Toc82255712" __4.6 ........................... 微机测速装置 _ PAGEREF _Toc82255712 \h __93___ HYPERLINK \l "_Toc82255713" __4.6.1 ............................. 概述 _PAGEREF _Toc82255713 \h __93___ HYPERLINK \l "_Toc82255714" __4.6.2 ..................... 主要技术参数 _PAGEREF _Toc82255714 \h __93___ HYPERLINK \l "_Toc82255715" __4.6.3 ................... 装置的操作说明 _PAGEREF _Toc82255715 \h __94___ HYPERLINK \l "_Toc82255716" __4.6.4 ................. 装置工作模式说明 _PAGEREF _Toc82255716 \h __97___ HYPERLINK \l "_Toc82255717" __第五章调速器机械液压控制装置_ PAGEREF _Toc82255717 \h __99___ HYPERLINK \l "_Toc82255718" __5.1 ............. 南瑞ZFL型液压控制装置概述 _ PAGEREF _Toc82255718 \h __99___ HYPERLINK \l "_Toc82255719" __5.2 ................... 液压控制装置系统组成 _ PAGEREF _Toc82255719 \h __100___ HYPERLINK \l "_Toc82255720" __5.2.1 ..................... 系统原理概述 _PAGEREF _Toc82255720 \h __100___ HYPERLINK \l "_Toc82255721" __5.3 ....... 主要技术参数、性能指标及工艺特点 _ PAGEREF _Toc82255721 \h __103___ HYPERLINK \l "_Toc82255722" __5.3.1 ..................... 主要技术参数 _PAGEREF _Toc82255722 \h __103___ HYPERLINK \l "_Toc82255723" __5.3.2 ..................... 主要性能指标 _PAGEREF _Toc82255723 \h __103___ HYPERLINK \l "_Toc82255724" __5.3.3 ..................... 主要工艺特点 _PAGEREF _Toc82255724 \h __104___ HYPERLINK \l "_Toc82255725" __5.4 ................... 主要液压元件原理介绍 _PAGEREF _Toc82255725 \h __104___ HYPERLINK \l "_Toc82255726" __5.4.1 ....................... 伺服比例阀 _PAGEREF _Toc82255726 \h __104___ HYPERLINK \l "_Toc82255727" __5.4.2 ................. 双联可切换滤油器 _PAGEREF _Toc82255727 \h __105___ HYPERLINK \l "_Toc82255728" __5.4.3 ......................... 主配压阀 _PAGEREF _Toc82255728 \h __105___ HYPERLINK \l "_Toc82255729" __5.5 ......................... 液控柜操作说明 _ PAGEREF _Toc82255729 \h __108___ HYPERLINK \l "_Toc82255730" __5.5.1 ........... 导、轮叶控制部分的操作 _PAGEREF _Toc82255730 \h __108___ HYPERLINK \l "_Toc82255731" __5.6 ............................. 安装与调整 _ PAGEREF _Toc82255731 \h __109___ HYPERLINK \l "_Toc82255732" __5.7 ................... 插装阀式液压控制装置 _ PAGEREF _Toc82255732 \h __111___ HYPERLINK \l "_Toc82255733" __5.7.1 ....................... 插装阀概述 _PAGEREF _Toc82255733 \h __111___ HYPERLINK \l "_Toc82255734" __5.7.2 ........... 插装阀式调速器原理介绍 _PAGEREF _Toc82255734 \h __111___ HYPERLINK \l "_Toc82255735" __5.8 ............. 机械过速保护及事故关机装置 _ PAGEREF _Toc82255735 \h __115___ HYPERLINK \l "_Toc82255736" __5.8.1 ......................... 系统组成 _PAGEREF _Toc82255736 \h __115___ HYPERLINK \l "_Toc82255737" __5.8.2 ......................... 工作原理 _PAGEREF _Toc82255737 \h __115___ HYPERLINK \l "_Toc82255738" __5.8.3 ......................... 系统特点 _PAGEREF _Toc82255738 \h __116___ HYPERLINK \l "_Toc82255739" __5.8.4 ... 机械过速保护装置与液压系统接口 _PAGEREF _Toc82255739 \h __116___ HYPERLINK \l "_Toc82255740" __5.9 ........................... 分段关闭装置 _ PAGEREF _Toc82255740 \h __119___ HYPERLINK \l "_Toc82255741" __第六章油压装置_ PAGEREF _Toc82255741 \h __121___ HYPERLINK \l "_Toc82255742" __6.1 ............. YZ-8.0-6.3油压装置工作原理 _ PAGEREF _Toc82255742 \h __121___ HYPERLINK \l "_Toc82255743" __6.2 ......................... 油压装置控制柜 _ PAGEREF _Toc82255743 \h __99___ HYPERLINK \l "_Toc82255744" __6.2.1 ............................. 概述 _PAGEREF _Toc82255744 \h __125___ HYPERLINK \l "_Toc82255745" __6.2.2 ......................... 主要功能 _PAGEREF _Toc82255745 \h __125___ HYPERLINK \l "_Toc82255746" __6.2.3 ......................... 供电方式 _PAGEREF _Toc82255746 \h __127___ HYPERLINK \l "_Toc82255747" __6.2.4 ................... 油源控制柜状态 _PAGEREF _Toc82255747 \h __128___ HYPERLINK \l "_Toc82255748" __6.2.5 ..... 油源控制柜控制方式及功能描述 _PAGEREF _Toc82255748 \h __129___ HYPERLINK \l "_Toc82255749" __第七章SAFR2000微机调速器现场试验 _ PAGEREF _Toc82255749 \h __134___ HYPERLINK \l "_Toc82255750" __7.1 ......................... 电站及机组概况 _ PAGEREF _Toc82255750 \h __134___ HYPERLINK \l "_Toc82255751" __7.2 ............................... 试验项目 _ PAGEREF _Toc82255751 \h __135___ HYPERLINK \l "_Toc82255752" __7.3 ........................... 现场试验录波 _ PAGEREF _Toc82255752 \h __144___ HYPERLINK \l "_Toc82255753" __第八章微机调速器的非线性鲁棒控制_ PAGEREF _Toc82255753 \h __153___ HYPERLINK \l "_Toc82255754" __8.1 ................................... 概述 _ PAGEREF _Toc82255754 \h __153___ HYPERLINK \l "_Toc82255755" __8.2 ....... 工程上实用化的非线性鲁棒控制规律 _ PAGEREF _Toc82255755 \h __154___ HYPERLINK \l "_Toc82255756" __8.2.1 ................. 控制模型的线性化 _PAGEREF _Toc82255756 \h __154___ HYPERLINK \l "_Toc82255757" __8.2.2 ..................... 鲁棒控制规律 _PAGEREF _Toc82255757 \h __157___ HYPERLINK \l "_Toc82255758" __8.3 ......... 非线性鲁棒控制调速器的实验验证 _ PAGEREF _Toc82255758 \h __159___ HYPERLINK \l "_Toc82255759" __参考文献_ PAGEREF _Toc82255759 \h __164___第一章水轮机调节概述水轮机是靠自然水能进行工作的动力机械。

SAFR调速器电气柜DOC

SAFR-2000H 系列水轮机调速器柜操作手册SAFR-2000H 系列水轮机调速器程序的运行过程示意图如下图所示。

开始外部开关量、模拟量数据采集，处理机组工况判别开机空载发电调相静止导叶、桨叶副环PI 计算，输出限幅，控制输出结束初始化计时到？运行初始化程序NoYes停机第一章装置调整、试验、运行与维护1．1装置调整首先仔细检查外部接线是否准确无误，厂用交、直流电供电是否正常。

如果一切正常，先将调速器切到手动控制，合上电源开关给调速器供电。

1.1.1 装置的上电打开前门，可看到装置开关操作层如下图所示：各开关对应关系如下：1 32 4 2 1 2 DK 1DK 2DK 31 32 4DK 4DK 51 32 4 1DK 61 2 1 32 4DK 7交流220V电源总开关直流220V 电源总开关开关电源A 电源开关开关电源B 电源开关A 套PCC 电源总开关B 套PCC 电源总开关触摸屏电源开关图1.1 调速器空开布置图上电顺序：一般先上交流（往上扳开关DK1），注意观察，两个电源及信号转换模块指示红灯亮，电源监视继电器DJS1红灯亮。

然后上直流注意观察电源监视继电器DJS2绿灯亮。

开启DK3，左边DC24V 电源指示灯（OK ）亮，电源监视继电器JD1绿灯亮，中间智能切换继电器显示屏液晶亮，有显示。

开启DK4，右边DC24V 电源指示灯（OK ）亮，电源监视继电器JD2绿灯亮。

开启DK5，A 套PCC 上电，指示灯有显示，同时智能切换继电器ZEN 灯亮。

开启DK6，B 套PCC 上电，指示灯有显示。

开启DK7，触摸屏上电。

PCC 上电后，若正常工作，则CP476上的RUN 灯亮（黄色），若PCC 故障时，CP476上的ERR 灯亮（红色），表明系统故障停运，需要掉电重新启动或在设置窗中进行系统重启（详细描述在界面使用操作内容里面）。

1.1.2 装置的面板操作图1.2 调速器把手布置图面板操作图如上所示：并网方式选择把手：用来进行调速系统大网小网之间的切换，一般默认为大网方式，当小网运行时，将把手选择在小网方式，同时需要将设置窗中的频率死区改小（一般为0.2Hz以内），调差系数改为0；当机组恢复大网运行时，频率死区改为0.4Hz，调差系数改为6%。

SAFR-2000型水轮机调速器在山美水电站中的应用

统多一块双机切换模件，除此之外两套系统完全一
由南瑞集团电控公司提供，随着机组的长期运行，设备已
经严重老化，且某些部件运行不够稳定、护复杂，严重维
样：双重供电模件、组合电源模件、主机模件、采样模件、控制模件、数字模件、切换模件。
号的输出控制工作。
８Ｗｃｉａｔｅ电工技术４ＩＷ．ｈｎｅ，ｔＷｎＩ
维普资讯
ＳＲ２０ＡＦ－００型调速器的运行界面由５个窗口组成
主控窗、设置窗、信息窗、开关量窗和报警窗。 Байду номын сангаас １２２Ａ、Ｂ系统插箱面板简介．．
Ａ、Ｂ两套系统均为标准插箱，Ａ系统右侧比Ｂ系
动研究所提供，第３台机组于１９年投产，调速器设备９６
断。由于装置可以实时输入上、下游水位或水头，反馈信号故障可保证机组在实际水头下进行协联运行，
从而保证机组按照设计要求运行于最优工况。
１３１２采样模件．．．
件；按水头控制调节软件。
１２硬件系统结构．
１２１显示插箱简介．．
另外，ＣＵ在完成正常调节的空闲时间里，利用Ｐ
１１３功能增强型控制软件配置．．
上位机功率控制软件；按水位优化参数软件；按
水头选择启动开度、空载开度和不良工况限制区软
分时工作法，进行各种在线诊断和控制逻辑的分析判

SAFR-2000H调速装置试验、及维护

SAFR-2000H调速装置试验、及维护摘要：本文主要阐述了南京南瑞集团公司SAFR-2000H调速装置投产前的试验项目及后期可能出现的故障分析及处理办法。

关键词：水电站；调速器；调速装置试验及维护山美水库坝后生态机组位于山美水库坝后45米处河道左岸，主要工程建设内容包括发电机厂房、压力管道及其配套设备安装。

生态机组装机容量为3000千瓦，额定流量为7.45立方米/秒，年均发电673万度，调速器采用南京南瑞集团公司SAFR-2000H调速装置以下介绍投产前的试验项目及后期可能出现的故障分析及处理办法1、调速装置试验1.1、模拟自动开停机试验接力器在"全关"位,调速器切"自动",发出"开机"指令(可短接24V与开机令输入端),接力器应开至空载开度;断开"开机"令,发"停机"命令(可短接24V与停机令输入端),接力器应关至"全关"。

1.2、模拟并网及增减负荷试验调速器在"自动"模式,发出自动开机令,导叶自动开至"空载",接通50Hz的机频电路(用信号发生器),发"并网"令(短接24V与断路器合位端子),此时执行"增多、"减小"指令(可短接24V与增多、减小端子或操作界面上的"增多、"减小"按钮),接力机将相应的方向开或关。

1.3、模拟甩负荷试验模拟自动开机,将发电机打开到"发电"状态,在"发电"状态下控"增加"指令,使导叶开度超过百分之六十,断开断路器的合闸端子,接力器也应迅速关闭至空载状态。

1.4、模拟一次调频试验模拟发电机"发电"状态,再进行模拟调节,调节导叶给定至百分之五十,进入设定窗退出小网模式,检测带负载PID参数(在设定视窗中)KP,KI应不为零,Bp(调差系数)设定为百分之六(或其余规则值),Ep(频度死区)设定为Ep=0.05(或其余规则值),并设定启动延迟、复归延迟、启动速度、开度等的时间限制,模拟机频增或减,增减的阶距通常为0.01Hz,当机频信号达到49.95-50.05Hz之间时,看导叶的给定值有无发生变化,频数变动幅度通常在51-49Hz之间,当达到频率死空间后,频率阶距将增大为0.05Hz时,接力器一次改变稳定时,记下该频率和对应的接力器行程。